CN102876317A

CN102876317A - 一种应用于Y2O3:Eu红色荧光粉的混合助熔剂

Info

Publication number: CN102876317A
Application number: CN2012104002350A
Authority: CN
Inventors: 王育华; 高辉; 王彦照; 张尚虎; 于化琴; 李树胜; 方中心; 徐玉君; 马彩红; 董小芳
Original assignee: Lanzhou University
Current assignee: Lanzhou University
Priority date: 2012-10-21
Filing date: 2012-10-21
Publication date: 2013-01-16

Abstract

本发明公开一种作为制备Y₂O₃:Eu红色荧光粉的新型混合助熔剂。本发明的混合助熔剂由H₃BO₃、Li₂CO₃和(NH₄)₂HPO₄组成，其中H₃BO₃的添加量为共沉淀钇铕氧化物的0.2wt%~0.3wt%；Li₂CO₃的添加量为共沉淀钇铕氧化物的0.2wt%~0.3wt%；(NH₄)₂HPO₄的添加量为共沉淀钇铕氧化物的0.2wt%~0.3wt%。本发明的复合助熔剂，可通过调节其中各助熔剂比例控制颗粒形貌，使产品的颗粒规则，具有较小粒度，同时还可提高制品相对发光亮度，其原料廉价、制备工艺简单，利于工业化大规模生产。

Description

一种应用于Y2O3:Eu红色荧光粉的混合助熔剂

技术领域

本发明涉及一种作为助熔剂使用的无机盐混合物，特别是用于制备Y₂O₃:Eu红色荧光粉的新型混合助熔剂。本发明的助熔剂中包括有H₃BO₃、Li₂CO₃和(NH₄)₂HPO₄。

背景技术

Y₂O₃:Eu是一种重要的红色发光材料，发光效率高且有较高的色纯度和光衰特性，已被广泛用于节能荧光灯中，同时也是制备复印灯和紫外真空激发的气体放电彩色显示板的荧光材料。

Y₂O₃:Eu红色荧光粉的质量不仅与纯度有关,还与颗粒形态、粒度、粒径分布密切相关。目前生产上对灯用红色荧光粉的要求是在保证高亮度的基础上，减小荧光粉的粒径以便于均匀涂屏和降低成本。此外，由于紫外和真空紫外激发的显示设备大多采用点状荧光屏结构对荧光粉点的直径要求小,因此在应用中也期望得到粒径较小、亮度较高的红色荧光粉材料。国内外生产中多采用高温固相法和液相合成法,产物粒径较大,在涂屏(管)前需球磨粉碎以减小其粒径，而这个过程会大大降低样品的亮度。

在Y₂O₃:Eu红色荧光粉制备过程中，助熔剂是一种具有非常重要作用的的溶媒作用，它可使激活剂更易进入基质晶格而形成发光中心及陷阱中心，促进基质形成微小晶体，同时可以降低基质形成晶体的温度。因此，助熔剂的种类对荧光粉颗粒度、形貌和发光亮度有直接的影响，参见“助熔剂对微波合成Y₂O₃：Eu³⁺红色荧光粉的影响”余荣曼，刘宇晖，欧阳宇平，王延琦，翁国庆，黄美松《稀有金属与硬质合金》2011.(2) 42-45” 。

据报道，在应用于红粉的助熔剂中，Li₂CO₃是一种重要的助熔剂，由于Li₂CO₃中掺入的Li⁺离子取代了C2位置的Y³⁺，降低体系的对称性，削弱选择定则，使得电偶极跃迁的禁戒部分消除，加强Eu³⁺的4f电子组态内跃迁吸收强度，因而可以提高发射红粉的强度，增强发光亮度。其他研究结果表明，以H₃BO₃或(NH₄)₂HPO₄做助熔剂，也可以有效降低混合物熔点、提高红粉亮度。曾有专利公开过以Na₂CO₃, NaF和B₂O₃构成的复合助熔剂，或者以Na₂CO₃, K₂HPO₄和B₂O₃构成的复合助熔剂（专利号：5055226）。结果表明以Na₂CO₃, NaF和H₃BO₃构成的复合助熔剂等对于红粉发光有一定的改善作用。

现有的助熔剂，特别是现阶段的商用红粉亮度较高，但制备出的材料粒径较大，不利于实际应用中均匀涂屏，故有待进一步改进或发现新的复合助熔剂来使其性能得到提高。

发明内容

本发明提供一种用于制备Y₂O₃:Eu红色荧光粉的复合助熔剂。

本发明应用于Y₂O₃:Eu红色荧光粉的混合助熔剂由H₃BO₃、Li₂CO₃和(NH₄)₂HPO₄组成，其中H₃BO₃的添加量为共沉淀钇铕氧化物的0.2 wt%~0.3 wt%；Li₂CO₃的添加量为共沉淀钇铕氧化物的0.2 wt %~0.3 wt%；(NH₄)₂HPO₄的添加量为共沉淀钇铕氧化物的0.2 wt %~0.3 wt%。

本发明的应用于Y₂O₃:Eu红色荧光粉的混合助熔剂由H₃BO₃、Li₂CO₃和(NH₄)₂HPO₄按照一定比例混合组成，结合试验结果，最佳的混合比例是0.2 wt%的H₃BO₃、0.3 wt%的Li₂CO₃以及0.2 wt%的(NH₄)₂HPO₄（全部以共沉淀钇铕氧化物的相对质量计算），在这个比例下，红粉的亮度最高，粒度也较小，有利于工业均匀涂屏和降低成本。

采用本发明的复合助熔剂，可通过调节其中各助熔剂比例控制颗粒形貌，使产品的颗粒规则，具有较小粒度，同时还可提高制品相对发光亮度，其原料廉价、制备工艺简单，利于工业化大规模生产。试验发现，与现有的商用粉(甘肃稀土新材料股份有限公司所生产红色荧光粉R-11-2)相比，使用本助熔剂所制得的样品粒径较小（2-5 μm），亮度相对较高，其亮度是现有技术制备的商用粉亮度的101%~104%。

附图说明

图1 是不同助熔剂比例对荧光粉发光亮度的影响。

图2 是实施例1制得的Y₂O₃:Eu红色荧光粉的XRD图。

图3 是实施例1制得的Y₂O₃:Eu红色荧光粉的发射光谱图。

图4 是商用红色荧光粉的SEM图。

图5 是实施例1制得的Y₂O₃:Eu红色荧光粉的SEM图。

图6 是实施例2制得的Y₂O₃:Eu红色荧光粉的SEM图。

图7 是实施例3制得的Y₂O₃:Eu红色荧光粉的SEM图。

具体实施方式

以下结合实施和附图例进一步说明本发明。

实施例 1

称取5 g草酸盐共沉淀钇铕氧化物，称取助熔剂0.0100 g H₃BO₃、0.0150 g Li₂CO₃、0.0100 g (NH₄)₂HPO₄，将所有原料放入适量酒精搅拌混合1 h；将混合好的原料放入坩埚中并在空气气氛中1300 ℃保温4 h，随炉冷却至室温，得到煅烧产物；将煅烧产物研磨粉碎得到Y₂O₃:Eu红色荧光粉。

本实施例制得的荧光粉的X射线衍射图谱如图2所示，从图中可以看出，样品的衍射峰与PDF标准卡片符合的非常好。说明采用本发明方法制得的样品均为Y₂O₃而没有引入任何的杂质相。

本实施例制得的荧光粉的发射光谱如图3所示，观察到的峰均为Eu³⁺的特征发射，其主发射峰峰值位于611 nm，属于红光范围。

实施例2

称取5 g草酸盐共沉淀钇铕氧化物，称取助熔剂0.0100 g H₃BO₃、0.0100 g Li₂CO₃、0.0150 g (NH₄)₂HPO₄，将所有原料放入适量酒精搅拌混合1 h；将混合好的原料放入坩埚中并在空气气氛中1300 ℃保温4 h，随炉冷却至室温，得到煅烧产物；将煅烧产物研磨粉碎得到Y₂O₃:Eu红色荧光粉。

实施例3

称取5 g草酸盐共沉淀钇铕氧化物，称取助熔剂0.0150 g H₃BO₃、0.0150 g Li₂CO₃、0.0150 g (NH₄)₂HPO₄，将所有原料放入适量酒精搅拌混合1 h；将混合好的原料放入坩埚中并在空气气氛中1300 ℃保温4 h，随炉冷却至室温，得到煅烧产物；将煅烧产物研磨粉碎得到Y₂O₃:Eu红色荧光粉。

以上各实例制得的荧光粉的相对发光亮度见图1，从图中可以看出，实例1、2、3制得的荧光粉亮度均高于商用荧光粉；各实施例所制得的荧光粉的扫描电镜照片如图5、6、7所示，由图可见本发明方法制备的的颗粒尺寸小于图4中商用荧光粉的颗粒尺寸，因此本发明所制得的荧光粉更加有利于均匀涂屏。

Claims

1.一种应用于Y₂O₃:Eu红色荧光粉的混合助熔剂，其特征在于混合助熔剂由H₃BO₃、Li₂CO₃和(NH₄)₂HPO₄组成，其中H₃BO₃的添加量为共沉淀钇铕氧化物的0.2 wt%~0.3 wt%；Li₂CO₃的添加量为共沉淀钇铕氧化物的0.2 wt %~0.3 wt%；(NH₄)₂HPO₄的添加量为共沉淀钇铕氧化物的0.2 wt %~0.3 wt%。

2.根据权利要求1所述的应用于Y₂O₃:Eu红色荧光粉的混合助熔剂，其特征在于组份为0.2 wt%的H₃BO₃、0.3 wt%的Li₂CO₃以及0.2 wt%的(NH₄)₂HPO₄。